CN106495735A - 一种水处理用固废质陶粒滤料及其制备和应用 - Google Patents

一种水处理用固废质陶粒滤料及其制备和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN106495735A
CN106495735A CN201610920265.2A CN201610920265A CN106495735A CN 106495735 A CN106495735 A CN 106495735A CN 201610920265 A CN201610920265 A CN 201610920265A CN 106495735 A CN106495735 A CN 106495735A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solid waste
ceramic grain
grain filter
water process
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610920265.2A
Other languages
English (en)
Inventor
李登新
李天鹏
李玉龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zaozhuang University
Original Assignee
Donghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Donghua University filed Critical Donghua University
Priority to CN201610920265.2A priority Critical patent/CN106495735A/zh
Publication of CN106495735A publication Critical patent/CN106495735A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
    • C04B38/063—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B38/0635—Compounding ingredients
    • C04B38/0645—Burnable, meltable, sublimable materials
    • C04B38/0665—Waste material; Refuse other than vegetable refuse
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/02—Loose filtering material, e.g. loose fibres
    • B01D39/06—Inorganic material, e.g. asbestos fibres, glass beads or fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/131—Inorganic additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/1315—Non-ceramic binders
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
    • C04B33/1321—Waste slurries, e.g. harbour sludge, industrial muds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
    • C04B33/135—Combustion residues, e.g. fly ash, incineration waste
    • C04B33/1352—Fuel ashes, e.g. fly ash
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/32—Burning methods
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/0022—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof obtained by a chemical conversion or reaction other than those relating to the setting or hardening of cement-like material or to the formation of a sol or a gel, e.g. by carbonising or pyrolysing preformed cellular materials based on polymers, organo-metallic or organo-silicon precursors
    • C04B38/0025—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof obtained by a chemical conversion or reaction other than those relating to the setting or hardening of cement-like material or to the formation of a sol or a gel, e.g. by carbonising or pyrolysing preformed cellular materials based on polymers, organo-metallic or organo-silicon precursors starting from inorganic materials only, e.g. metal foam; Lanxide type products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/009—Porous or hollow ceramic granular materials, e.g. microballoons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/02—Types of fibres, filaments or particles, self-supporting or supported materials
    • B01D2239/0283—Types of fibres, filaments or particles, self-supporting or supported materials comprising filter materials made from waste or recycled materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6562—Heating rate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

本发明涉及一种水处理用固废质陶粒滤料及其制备和应用，按重量份数，原料组分包括：固体废弃物100份；黏结剂0‑10份；膨胀剂2‑10份；水15‑35份。制备：将固体废弃物进行预处理，然后同黏结剂和膨胀剂、水混匀成球，焙烧，即得水处理用固废质陶粒滤料。固废质陶粒滤料在废水处理中的应用。本发明方法制备的陶粒滤料具有发达的孔结构、较大的比表面积、较低的破碎率与磨损率之和，其各项物理性能指标明显优于我国的行业标准，金属浸出毒性远远小于我国的国家标准阈值。

Description

一种水处理用固废质陶粒滤料及其制备和应用
技术领域
本发明属于陶粒滤料及其制备和应用领域，特别涉及一种水处理用固废质陶粒滤料及其制备和应用。
背景技术
陶粒滤料因具有容重轻、密度小、强度高、孔隙率大、导热系数低、耐腐蚀、化学稳定性好、机械强度高及抗碱集料反应性优异等特点，而被广泛应用于建筑、环境保护、园林园艺、石油化工及农业生产等领域，尤其是水处理领域(胡家玮,严子春,谢兆歌.水处理陶粒滤料的技术研究[J].石油化工应用,2008,27(6):34-37.；Yang K.L.,Yue Q.Y.,KongJ.J.,Zhao P.,Gao Y.,Fu K.F.,Gao B.Y.Microbial diversity in combined UAF-UBAFsystem with novel sludge and coal cinder ceramic fillers for tetracyclinewastewater treatment[J].Chemical Engineering Journal,2016,285:319-330.)。
近些年来，陶粒滤料的制备主要以页岩及粘土等不可再生自然资源为原料经高温焙烧而成(Zhuang Y.Z,Chen C.Y.,Ji T.Effect of shale ceramsite type on thetensile creep of lightweight aggregate concrete[J].Construction and BuildingMaterials,2013,46:13-18.)。为了满足日益增长的陶粒滤料的生产需求，就要开采大量的优质的页岩和粘土矿山。一方面必将破坏耕地资源，造成耕地面积下降，进而威胁到我国的粮食安全；另一方面必将破环自然资源，造成自然资源锐减，从而加剧生态系统恶化。与此同时，我国已出台了多项与禁采或限采等有关的法律法规，诸如《中华人民共和国环境保护法》、《中国人民共和国矿产资源实施细则》及《中华人民共和国土地管理法实施条例》等。鉴于此，寻找适宜的替代不可再生自然资源制备陶粒滤料的原料已然成为破解制约其可持续发展瓶颈的首要任务。
有研究发现，部分固体废弃物的主要化学种类及含量，尤其是SiO2、Al2O3及Fe2O3，与页岩及粘土等不可再生自然资源的极为相近(Han W.,Yue Q.Y.,Wu S.Q.,Zhao Y.Q.,Gao B.Y.,Li Q.,Wang Y.Application and advantages of novel clay ceramicparticles(CCPs)in an up-flow anaerobic bio-filter(UAF)for wastewatertreatment[J].Bioresource Technology,2013,137:171-178.)。这就使得利用固体废弃物完全或部分替代不可再生自然资源来制备陶粒滤料成为现实。以固体废弃物为主要原料制备陶粒滤料具有里程碑式的的意义：其一是可大大减轻环境负担，避免对自然资源的破坏，是实现可持续发展的必由之路；其二是可真正实现工业固体废弃物的减量化、稳定化及无害化，并最终实现资源化利用，具有明显的经济效益、环境效益和社会效益；其三是为陶粒滤料行业健康、稳定、可持续的发展提供可靠的原料保障。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种水处理用固废质陶粒滤料及其制备和应用，本发明方法不仅拓宽了制备陶粒滤料的原料来源，促进陶粒滤料行业又好又快发展，而且实现了废弃物的资源化利用，符合科学发展观的根本要求。
本发明的一种水处理用固废质陶粒滤料，其特征在于：按重量份数，原料组分包括：
固体废弃物中不包括任何不可再生自然资源，污水处理厂脱水车间的脱水污泥、发电厂排放的粉煤灰及城市河道淤泥。
所述原料组分包括：固体废弃物100份；黏结剂2-8份；膨胀剂2-8份，15-35份。
作为优选，所述黏结剂为水玻璃，其加入量为0-10g/100混合物(每100g固体废弃物中加入量为0-10g)；更优选为2-8g/100混合物；最优选为5g/100混合物。
研究发现，在高温烧制陶粒滤料的过程中，随着黏结剂的增加，陶粒滤料的破碎率与磨损率之和及含泥量等性能指标越来越低。但当黏结剂的用量大到某个量后，再继续增加黏结剂的量，在高温焙烧过程中陶粒滤料将会发生形变，导致制备的陶粒滤料不符合要求，最优选为5g/100混合物(即固体废弃物为100份，优选黏结剂5份)。
作为优选，所述膨胀剂为碳酸钙，其加入量为2-10g/100混合物(每100g固体废弃物中加入2-10g)；更优选为2-8g/100混合物；最优选为5g/100混合物。
研究表明，在高温烧制陶粒滤料的过程中，随着膨胀剂的增加，陶粒滤料的空隙率及BET比表面积等性能指标越来越高。但当膨胀剂的添加量大到某个量后，再继续增加膨胀剂的量，陶粒滤料的空隙率及BET比表面积等性能指标基本没有变化，兼顾到成本和效率，最优选为5g/100混合物(即固体废弃物为100份，优选膨胀剂5份)。
所述固体废弃物的组分包括：脱水污泥30-50％、粉煤灰10-30％、河道淤泥30-50％。
优选，所述固体废弃物的组分包括：脱水污泥40-50％、粉煤灰10-20％、河道淤泥35-45％。
更优选，所述固体废弃物的组分包括：脱水污泥50％、粉煤灰10％、河道淤泥40％。
所述脱水污泥的加入量为30-50％；更优选为40-50％；最优选为50％。
随着脱水污泥用量的增加，所制备的陶粒滤料的物理化学性能趋好，或是对所制备的陶粒滤料的物理化学性能不产生任何影响。但是当脱水污泥用量高于50％后，所制备的陶粒滤料的物理化学性能变差，最优选为50％。
作为优选，所述粉煤灰的加入量为10-30％；更优选为10-20％；最优选为10％。
随着粉煤灰用量的增大，所制备的陶粒滤料的容重升高，密度变大，破碎率与磨损率之和也有所下降，使得陶粒滤料在水处理过程的实用性能降低，最优选为10％。
作为优选，所述河道淤泥的加入量为30-50％；更优选为35-45％；最优选为40％。
所制备的陶粒滤料的物理化学性能随着河道淤泥用量的增加而趋好，但是当河道淤泥的加入量大到某个量后，再继续增加河道淤泥的用量，对所制备的陶粒滤料的物理化学性能会产生不利的影响，最优选为40％。
所述黏结剂为水玻璃；膨胀剂为碳酸钙。
本发明的一种水处理用固废质陶粒滤料的制备方法，包括：
将固体废弃物进行预处理，然后同黏结剂和膨胀剂、水混匀成球，焙烧，即得水处理用固废质陶粒滤料。
所述预处理为干燥、粉碎。
采用高温焙烧法制备陶粒滤料：以马弗炉作为温度来源，在通风良好的环境条件下，根据已设计的温度控制曲线，自动焙烧而成，焙烧过程产生的烟气可实现达标排放，最高焙烧温度为1100-1120℃；所述的停留时间为5-20min。
优选：所述焙烧具体为：从室温升温至300-400℃，升温速率为15-20℃/min，停留时间为20-30min；然后，升温至1100-1200℃，升温速率为20-30℃/min，停留时间为5-20min，最后，自然冷却至室温。
所述室温为30℃。
所述的每个陶粒滤料的粒径为8-11mm；所述的每个陶粒滤料的质量为0.4-0.7g。
本发明的一种水处理用固废质陶粒滤料的应用，固废质陶粒滤料在废水处理中的应用。
本发明制备的水处理用固废质陶粒滤料的破碎率与磨损率之和、含泥量、盐酸可溶出率、空隙率及BET比表面积分别为≤6％、≤1％、≤2％、≥40％及≥0.5×104cm2/g。
本发明制备的水处理用固废质陶粒滤料的金属浸出毒性进行评价，结果表明：滤液中金属元素Cr、Zn、Cu、Al、Fe、Ca、Mg、Na及K的含量依次分别为≤0.15g/L、0.2-0.29g/L、≤0.15g/L、0.052g/L、未检出、8.01-10.03g/L、1.7-2.065g/L、3.44-4.631g/L及未检出。
所述陶粒滤料的金属浸出毒性很小；所述的陶粒滤料不存在二次污染问题。
有益效果
本发明的制备方法没有添加任何不可再生自然资源，根据本试验所采用的最佳原料配比，实现了脱水污泥用量的最大化，为脱水污泥的资源化利用提供了一条重要的途径，具有较高的环境效益；
本发明所制备的陶粒滤料的各项物理性质指标均完全符合我国的相关行业标准(水处理用人工陶粒滤料，CJ/T 299-2008)，是一种潜在的性能优良的水处理材料，践行了可持续发展的理念，具有较高的经济效益；
本发明所制备的陶粒滤料的金属浸出毒性试验表明，滤液中金属元素的含量远远低于国家标准所规定的浓度阈值(危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别，GB5085.3-2007)，不存在二次污染风险，具有较高的社会效益；本发现开创了采用固体废弃物完全替代不可再生自然资源制备水处理用陶粒滤料的先例。
附图说明
图1是本发明所述水处理用固废质陶粒滤料制备的详细流程，注：图1中的最佳原料配比是指固体废弃物中各物质(脱水污泥、粉煤灰及河道淤泥)的比例；
图2是本发明所述高温焙烧法制备水处理用固废质陶粒滤料的温控曲线；
图3是本发明所述新制备陶粒滤料静态吸附中低浓度氨氮废水的等温曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
将脱水污泥(含水率约为40-60％)、粉煤灰(含水率≤0.5％)和河道淤泥(含水率≥90％)在室温下自然风干后，分别用倾斜式高速万能粉碎机进行粉碎并过20目标准筛。然后采用XRF对上述三种原料的化学组分进行分析。
(2)根据我国住建部印发的《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南》(试行)及Riley相图的相关规定，以100g固体废弃物混合物为例，采用配方均匀设计法确定了脱水污泥、粉煤灰及河道淤泥的最佳配比为5：1：4。
(3)按照最佳配比为5：1：4，分别称取脱水污泥、粉煤灰及河道淤泥于烧杯中，随后在加入水玻璃和碳酸钙各5g。然后一边滴加蒸馏水，一边快速搅拌。直到混合物呈现糊状时停止滴加蒸馏水，再继续搅拌5-8min。
(4)将混合均匀的混合物放入自主设计的成球机中进行成球，生料球的质量为0.8±0.2g，生料球的直径为10±0.5mm，在室温下自然风干后采用人工直接观察法进行筛分，若风干后由球形变为扁球形或表面出现裂缝的生料球，进行物料循环步骤；若风干后形状不发生变化的生料球，进行高温焙烧步骤。
实施例2
(1)将实施例1筛选合格的生料球放入到马弗炉中，在加热过程中，生料球不应堆积在一起，生料球之间应间隔1-2cm，保持良好的通风条件。烟气处理系统主要包括：蒸馏水洗涤系统和两级1mol/LNaOH溶液洗涤系统。
(2)打开电源，接通烟气处理系统，按照已设计好的温度控制曲线对生料球进行高温焙烧处理。待新制备的陶粒滤料自然冷却至室温后，进行筛选。筛选的标准依据中华人民共和国城镇建设行业标准(水处理用人工陶粒滤料，CJ/T 299-2008)中规定的人工陶粒滤料项目指标。筛选符合该标准的，即为水处理用陶粒滤料，进行后续试验。筛选不符合该标准的，进行集中处置。
实施例3
水处理用陶粒滤料的性能的表征，包括：
破碎率与磨损率之和的测定：称取经洗净干燥并截留于孔径0.5mm试验筛上的陶粒滤料样品约100g，置于内径50mm、高150mm的金属圆筒内。加入6颗直径8mm的轴承钢珠，盖紧筒盖，在行程为140mm、频率为150次/min的振荡机上振荡15min。称量通过孔径0.5mm试验筛的样品质量。
含泥量的测定：称取干燥陶粒滤料样品约500g，置于1000mL烧杯中，加入水，充分搅拌5min，浸泡2h，然后在水中搅拌淘洗样品，约1min后，把浑水慢慢倒入孔径为0.08mm的试验筛中。测定前，试验筛的两面先用水湿润。在整个操作过程中，应避免陶粒滤料损失。再向筒中加入水，重复上述操作，直至筒中的水清澈为止。用水冲洗截留在筛上的颗粒，并将筛放在水中来回摇动，以充分洗除小于0.08mm颗粒。然后将筛上截留的颗粒和杯中洗净的样品一并倒入已恒量的搪瓷盘中，置于105-110℃的干燥箱中。
盐酸可溶出率的测定：将陶粒滤料样品用水洗净，在105-110℃的干燥箱中干燥至恒量。称取洗净干燥样品约50g，置于500mL烧杯中，加入1+1盐酸(1体积分析纯盐酸与1体积水混合)160mL(使样品完全浸没)。在室温下静置，偶作搅拌，待停止发泡30min后，倾出盐酸溶液，用水反复洗涤样品(注意不要让样品流失)，直至用pH试纸检查洗净水呈中性为止。把洗净后的样品移入已恒量的称量瓶中，在105-110℃的干燥箱中干燥至恒量。
空隙率的测定：在测定滤料堆积密度和表观密度的基础上，通过计算，确定滤料在自然堆积状态下颗粒间的空隙率。
比表面积的测定：气相色谱法来测定陶粒滤料的比表面积。
实施例2所得陶粒滤料的破碎率与磨损率之和为0.2％，所述的陶粒滤料的含泥量为0.01％，所述的陶粒滤料的盐酸可溶出率为0.2％，所述的陶粒滤料的空隙率为71.1％，所述的陶粒滤料的BET比表面积为7.5×104cm2/g。
实施例4
采用《固体废物浸出毒性浸出方法-水平振荡法》(HJ 557-2010)中规定的标准方法对水处理用陶粒滤料浸出毒性进行分析，具体步骤为：以去离子水为浸取剂，浸取剂与陶粒样品按液固比(L/S)为10：1混合后放入具塞锥形瓶，然后将具塞锥形瓶盖盖紧垂直固定于恒温往复式水平振荡机上，以120mrp的频率在25±2℃条件下振荡8h后，再浸渍16h，然后用有效孔径为0.45μm的过滤装置过滤，滤液中的重金属含量使用等离子体发射光谱(ICP-AES，PRODIGY型，Thermo Electron，Co Ltd)进行测定。
实施例2所得固废质陶粒滤料的金属浸出毒性进行评价，结果表明：滤液中金属元素Cr、Zn、Cu、Al、Fe、Ca、Mg、Na及K的含量依次分别为≤0.15g/L、0.2-0.29g/L、≤0.15g/L、0.052g/L、未检出、8.01-10.03g/L、1.7-2.065g/L、3.44-4.631g/L及未检出。
实施例5
精确称取已在105℃干燥2h的NH4Cl 3.8190g，溶于蒸馏水中，移入1000mL容量瓶中，稀释至标线即得NH+ 4-N标准储备溶液。本试验所涉及到的不同浓度的NH+ 4-N废水均由NH+ 4-N标准储备溶液稀释而成。取五个250mL锥形瓶，分别向其中移取100mL浓度分别为20、35、50、65、80及100mg/L的NH+ 4-N模拟废水，然后再向其中加入20g新制备的陶粒滤料。在室温(25±2℃)下，以100rpm震荡130min)后，在4000r/min下离心10min后，取上清液过0.45μm微孔滤膜，用纳氏试剂分光光度法(HJ 535-2009)测定滤液中NH+ 4-N浓度。试验结果如图3所示，表明新制备的陶粒滤料可用于中低浓度氨氮废水的处理。当氨氮废水的初始浓度由20增至100mg/L时，新制备的陶粒滤料的平衡最大吸附量也随之增大，其增幅约为7.05mg/g。

Claims (10)

1.一种水处理用固废质陶粒滤料，其特征在于：按重量份数，原料组分包括：
2.根据权利要求1所述的一种水处理用固废质陶粒滤料，其特征在于：所述原料组分包括：固体废弃物100份；黏结剂2-8份；膨胀剂2-8份，15-35份。
3.根据权利要求1所述的一种水处理用固废质陶粒滤料，其特征在于：固体废弃物的组分包括：脱水污泥30-50％、粉煤灰10-30％、河道淤泥30-50％。
4.根据权利要求3所述的一种水处理用固废质陶粒滤料，其特征在于：所述固体废弃物的组分包括：脱水污泥40-50％、粉煤灰10-20％、河道淤泥35-45％。
5.根据权利要求3所述的一种水处理用固废质陶粒滤料，其特征在于：所述固体废弃物的组分包括：脱水污泥50％、粉煤灰10％、河道淤泥40％。
6.根据权利要求1所述的一种水处理用固废质陶粒滤料，其特征在于：所述黏结剂为水玻璃；膨胀剂为碳酸钙。
7.一种如权利要求1-6任一所述的水处理用固废质陶粒滤料的制备方法，包括：将固体废弃物进行预处理，然后同黏结剂和膨胀剂、水混匀成球，焙烧，即得水处理用固废质陶粒滤料。
8.根据权利要求7所述的一种水处理用固废质陶粒滤料的制备方法，其特征在于：所述预处理为干燥、粉碎。
9.根据权利要求7所述的一种水处理用固废质陶粒滤料的制备方法，其特征在于：所述焙烧具体为：从室温升温至300-400℃，升温速率为15-20℃/min，停留时间为20-30min；然后，升温至1100-1200℃，升温速率为20-30℃/min，停留时间为5-20min，最后，自然冷却至室温。
10.一种如权利要求1-6任一所述的水处理用固废质陶粒滤料的应用，其特征在于：固废质陶粒滤料在废水处理中的应用。
CN201610920265.2A 2016-10-21 2016-10-21 一种水处理用固废质陶粒滤料及其制备和应用 Pending CN106495735A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610920265.2A CN106495735A (zh) 2016-10-21 2016-10-21 一种水处理用固废质陶粒滤料及其制备和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610920265.2A CN106495735A (zh) 2016-10-21 2016-10-21 一种水处理用固废质陶粒滤料及其制备和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106495735A true CN106495735A (zh) 2017-03-15

Family

ID=58318325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610920265.2A Pending CN106495735A (zh) 2016-10-21 2016-10-21 一种水处理用固废质陶粒滤料及其制备和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106495735A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107344847A (zh) * 2017-07-04 2017-11-14 伟泰科技（无锡）有限公司 采用淤泥干化蓝藻制备的生物填料及制备工艺
CN110229014A (zh) * 2019-06-27 2019-09-13 上海大学 一种利用钢厂污泥制备而得的轻骨料及其制备方法
CN110372332A (zh) * 2019-08-16 2019-10-25 枣庄学院 一种水处理用纳米氧化亚铜复相陶粒及其制备方法和应用
CN110698174A (zh) * 2019-10-22 2020-01-17 苏州科技大学 一种轻质污泥陶粒、其制备方法及应用
CN111099914A (zh) * 2019-12-31 2020-05-05 浙江大学 用于曝气生物滤池的污泥基陶粒滤料及其制备方法和应用
CN114409378A (zh) * 2022-02-16 2022-04-29 长春市城建维护集团股份有限公司 一种以污泥为原料的陶粒滤料及其制备方法
CN115073201A (zh) * 2021-12-16 2022-09-20 余光裕 一种陶粒膨胀助剂及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101406777A (zh) * 2008-11-10 2009-04-15 河南工业大学 玻璃污泥基多孔陶粒滤料及其制备方法
CN102180607A (zh) * 2011-03-10 2011-09-14 厦门市万景霖科技有限公司 一种超轻陶粒及其制备方法
CN102718468A (zh) * 2012-07-13 2012-10-10 哈尔滨工业大学 一种利用市政污泥与疏浚底泥制作轻质陶粒的方法
CN102757255A (zh) * 2012-07-13 2012-10-31 哈尔滨工业大学 利用给水污泥与污水污泥制备轻质陶粒的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101406777A (zh) * 2008-11-10 2009-04-15 河南工业大学 玻璃污泥基多孔陶粒滤料及其制备方法
CN102180607A (zh) * 2011-03-10 2011-09-14 厦门市万景霖科技有限公司 一种超轻陶粒及其制备方法
CN102718468A (zh) * 2012-07-13 2012-10-10 哈尔滨工业大学 一种利用市政污泥与疏浚底泥制作轻质陶粒的方法
CN102757255A (zh) * 2012-07-13 2012-10-31 哈尔滨工业大学 利用给水污泥与污水污泥制备轻质陶粒的方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107344847A (zh) * 2017-07-04 2017-11-14 伟泰科技（无锡）有限公司 采用淤泥干化蓝藻制备的生物填料及制备工艺
CN110229014A (zh) * 2019-06-27 2019-09-13 上海大学 一种利用钢厂污泥制备而得的轻骨料及其制备方法
CN110372332A (zh) * 2019-08-16 2019-10-25 枣庄学院 一种水处理用纳米氧化亚铜复相陶粒及其制备方法和应用
CN110698174A (zh) * 2019-10-22 2020-01-17 苏州科技大学 一种轻质污泥陶粒、其制备方法及应用
CN111099914A (zh) * 2019-12-31 2020-05-05 浙江大学 用于曝气生物滤池的污泥基陶粒滤料及其制备方法和应用
CN115073201A (zh) * 2021-12-16 2022-09-20 余光裕 一种陶粒膨胀助剂及其制备方法
CN114409378A (zh) * 2022-02-16 2022-04-29 长春市城建维护集团股份有限公司 一种以污泥为原料的陶粒滤料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106495735A (zh) 一种水处理用固废质陶粒滤料及其制备和应用
Kanhar et al. Incineration fly ash and its treatment to possible utilization: A review
Ragheb Phosphate removal from aqueous solution using slag and fly ash
CN104971699B (zh) 一种污水同步脱氮除磷的改性沸石有机物复合剂及其制备方法、应用和应用方法
CN105131960B (zh) 一种铅污染土壤修复材料的制备方法及应用
Koseoglu et al. Encapsulating fly ash and acidic process waste water in brick structure
Rahman et al. Effects of waste glass additions on quality of textile sludge-based bricks
CN105819887A (zh) 一种具有氨氮吸附功能的免烧陶粒的制备方法
DK151871B (da) Fremgangsmaade til behandling af vaeskeformigt skadeligt affald
Sahu et al. The use of fly ash and lime sludge as partial replacement of cement in mortar
CN104787994B (zh) 利用改性纳米氯磷灰石稳定底泥中重金属铅的方法
CN104311128B (zh) 一种多孔吸附型陶粒及其制备方法
Zhang et al. An environment-friendly Fe3O4@ CFAS porous ceramic: Adsorption of Cu (II) ions and process optimisation using response surface methodology
CN106824050A (zh) 一种除磷吸附剂的制备方法
Jeong et al. Evaluation of foam-glass media in a high-rate filtration process for the removal of particulate matter containing phosphorus in municipal wastewater
Abdelatif et al. Evaluation of calcium oxide nanoparticles from industrial waste on the performance of hardened cement pastes: physicochemical study
Sočo et al. Characterization of the physical, chemical, and adsorption properties of coal-fly-ash–hydroxyapatite composites
Righi et al. Benefits of pre-treating MSWI fly ash before alkali-activation
CN105314645B (zh) 一种粉煤灰制备菱沸石的方法
CN106082255B (zh) 一种利用水厂污泥高效制备人造沸石的方法及其应用
Dashti et al. Suspended solid removal of palm oil mill effluent using horizontal roughing filter and calcinated limestone
WO2012172138A1 (es) Procedimiento para la fabricación de cementos alcalinos a partir de residuos vítreos urbanos e industriales
Syafiqah et al. A factorial analysis study on removal of mercury by palm oil fuel ash adsorbent
CN113262422A (zh) 一种联合脱碱剂、联合脱碱赤泥的方法
CN107812507A (zh) 一种磷石膏金属吸附材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20191014

Address after: 201600 No. 2999, Renmin North Road, Songjiang New Town, Songjiang District, Shanghai

Applicant after: Donghua University

Applicant after: Zaozhuang University

Address before: 201620 No. 2999 Renmin Road North, Songjiang new town, Shanghai, Songjiang District

Applicant before: Donghua University

RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170315